CN111834557A - 电子器件及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电子器件及其制作方法,其中,电子器件包括外壳和设置在外壳内的电芯,外壳包括底壳和盖板,底壳包括底板和围设在底板一侧的围壁,盖板焊接在围壁远离底板的一端,以将电芯密封于底壳内,盖板上开设安装孔,安装孔的孔壁垂直于盖板的内侧面,安装孔内绝缘连接有封堵安装孔的电极连接件,电极连接件包括限位板,限位板的一侧固定有锥形的连接柱,连接柱具有与限位板连接的第一端和与第一端相对的第二端,第一端的截面尺寸小于第二端的截面尺寸,限位板位于盖板的外侧面,连接柱与安装孔插接,电芯其中一极耳与底壳连接,另一极耳与连接柱连接。本发明的电子器件密封可靠性高,加工难度低,电子器件容量大,且安全性高。

Description

电子器件及其制作方法
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域,尤其涉及一种电子器件及其制作方法。
背景技术
目前,硬壳结构的电池通常采用挤压方式进行密封,此电池包括底壳、盖帽和电芯,底壳和盖帽均为一端封口一端开口的壳体结构,底壳包括底板和环设在底板一侧的第一围壁,盖帽包括顶板和环设在顶板一侧的第二围壁,底壳和盖帽组装时,第二围壁套设于第一围壁外,两个围壁之间设置有密封圈。组装时,将电芯放在底壳内,在底壳的第一围壁上套上密封圈,注液后再将盖帽与底壳组装,并由外至内挤压第二围壁和第一围壁,使两个围壁抵紧密封圈实现密封。现有技术存在以下缺陷:1、侧边挤压密封的方式使得电池内部空间被挤压后变形的结构占用,降低了电池容量;2、挤压密封的方式密封可靠性差;3、侧边挤压密封的方式,降低了电池安全性,主要是挤压密封的电池不易开启,无防爆效果。
发明内容
本发明实施例的一个目的在于:提供一种电子器件,其密封可靠性高,加工难度低,电子器件容量大,且安全性高。
本发明实施例的另一个目的在于:提供一种电子器件的制作方法,其操作简单,制作成型的电子器件的容量大,安全性高。
为达此目的,本发明实施例采用以下技术方案:
第一方面,提供一种电子器件,包括外壳和设置在所述外壳内的电芯,所述外壳包括底壳和盖板,所述底壳包括底板和围设在所述底板一侧的围壁,所述盖板焊接在所述围壁远离所述底板的一端,以将所述电芯密封于所述底壳内,所述盖板上开设安装孔,所述安装孔的孔壁垂直于所述盖板的内侧面,所述安装孔内绝缘连接有封堵所述安装孔的电极连接件,所述电极连接件包括限位板,所述限位板的一侧固定有锥形的连接柱,所述连接柱具有与所述限位板连接的第一端和与所述第一端相对的第二端,所述第一端的截面尺寸小于所述第二端的截面尺寸,所述限位板位于所述盖板的外侧面,所述连接柱与所述安装孔插接,所述电芯其中一极耳与所述底壳连接,另一极耳与所述连接柱连接。
作为电子器件的一种优选方案,所述限位板的厚度小于所述外壳的厚度。
作为电子器件的一种优选方案,所述电极连接件通过绝缘的密封圈与所述盖板连接,所述密封圈包括套设在所述连接柱的外周的密封本体,所述密封本体的外侧壁抵紧所述安装孔的孔壁,所述密封本体靠近所述限位板的一端朝向远离所述密封本体中心的一侧延伸形成有第一密封部,所述第一密封部夹设于所述限位板和所述盖板之间。
作为电子器件的一种优选方案,所述安装孔的孔壁朝向所述底壳的内部延伸形成有凸环,所述密封本体远离所述第一密封部的一端朝向远离所述密封本体中心的一侧延伸形成有第二密封部,所述第二密封部抵紧在所述凸环的端面。
作为电子器件的一种优选方案,所述电芯为卷绕式电芯,所述卷绕式电芯的中部贯穿设置有通孔,所述安装孔正对所述通孔,所述连接柱的所述第二端位于所述通孔内。
作为电子器件的一种优选方案,所述盖板包括板本体,所述板本体的外周朝向远离所述电芯的一侧延伸有第一抵紧部,所述第一抵紧部抵紧于所述围壁的内侧壁并与所述围壁焊接。
作为电子器件的一种优选方案,所述第一抵紧部远离所述板本体的一端朝向远离所述板本体中心的一侧延伸有第二抵紧部,所述第二抵紧部与所述围壁远离所述底板的一端的端面抵紧。
作为电子器件的一种优选方案,所述电芯为卷绕式电芯,所述卷绕式电芯的中部贯穿设置有通孔,所述底板上对应所述通孔开设有注液孔,所述注液孔通过封堵件封堵。
作为电子器件的一种优选方案,所述封堵件包括封堵本体,所述封堵本体靠近所述底板的一侧凸出设置有与所述注液孔插接配合的凸部,所述封堵本体焊接于所述底板远离所述围壁的一侧面。
作为电子器件的一种优选方案,所述封堵本体上并位于所述封堵本体与所述底板叠合的区域至少设置两圈环绕所述注液孔的焊缝,两圈所述焊缝沿所述注液孔的径向方向间隔设置,至少一圈的所述焊缝为连续焊缝。
作为电子器件的一种优选方案,所述封堵本体上设置两圈所述焊缝,分别为外圈焊缝和内圈焊缝,所述内圈焊缝沿所述注液孔的中心环形间断焊接成型,所述外圈焊缝沿所述注液孔的中心环形连续焊接成型。
作为电子器件的一种优选方案,所述封堵本体远离所述凸部的一侧面并对应所述凸部的位置凹设有凹槽,所述凹槽延伸至所述凸部内,所述凹槽内开设有防爆刻痕。
第二方面,提供一种电子器件的制作方法,包括:
提供外壳、电芯、电极连接件和密封圈,将所述外壳的盖板、所述电极连接件和所述密封圈组装为一组件;
使所述电芯与所述组件组装,并将所述电芯的其中一极耳与所述电极连接件连接;
使所述电芯和所述组件装配于所述外壳的底壳内,并使所述电芯的另一极耳与所述底壳连接;
使所述盖板与所述底壳焊接。
本发明实施例的有益效果为:通过将底壳和盖板焊接,使得电子器件的整体密封效果得到极大的提升,而且不用挤压密封,电池外壳内的空间不会被占用,有效地提升了电池的容量;通过将电极连接件设置为限位板和锥形的连接柱组合结构,电极连接件较大尺寸的第一端能够对电极连接件起到一定的限位作用,可以配合绝缘材料稳定地固定在安装孔内,且当电池内部的压力过大时,由于安装孔的孔壁垂直于盖板的内侧面,因此内部较大气压还能推动此电极连接件脱离盖板,提升可电子器件的使用安全性。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明实施例的电子器件的剖视示意图。
图2为本发明实施例的盖板、电极连接件和密封圈的组装后的剖视示意图。
图3为本发明实施例的盖板的剖视示意图。
图4为本发明实施例的底壳的剖视示意图。
图5为本发明实施例的盖板、电极连接件、密封圈以及电芯组装后的剖视图。
图6为本发明实施例的电子器件的剖视示意图(未示出封堵件)。
图中:
1、电芯;11、通孔;12、正极耳;13、负极耳;2、底壳;21、底板;22、围壁;23、注液孔;3、盖板;31、安装孔;32、凸环;33、板本体;34、第一抵紧部;35、第二抵紧部;4、电极连接件;41、限位板;42、连接柱;421、第二端;5、密封圈;51、密封本体;52、第一密封部;53、第二密封部;6、封堵件;61、封堵本体;62、凸部;63、外圈焊缝;64、内圈焊缝;65、凹槽;66、防爆刻痕;7、转接件;71、第一板;72、第二板。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1至图6所示,本发明实施例的电子器件,包括外壳和设置在所述外壳内的电芯1,所述外壳包括底壳2和盖板3,所述底壳2包括底板21和围设在所述底板21一侧的围壁22,所述盖板3焊接在所述围壁22远离所述底板21的一端,以将所述电芯1密封于所述底壳2内,所述盖板3上开设安装孔31,所述安装孔31的孔壁垂直于所述盖板3的内侧面,所述安装孔31内绝缘连接有封堵所述安装孔31的电极连接件4,所述电极连接件4包括限位板41,所述限位板41的一侧固定有锥形的连接柱42,所述连接柱42具有与所述限位板41连接的第一端和与所述第一端相对的第二端421,所述第一端的截面尺寸小于所述第二端421的截面尺寸,所述限位板41位于所述盖板3的外侧面,所述连接柱42与所述安装孔31插接,所述电芯1其中一极耳与所述底壳2连接,另一极耳与所述连接柱42连接。通过将底壳2和盖板3焊接,使得电子器件的整体密封效果得到极大的提升,而且不用挤压密封,电池外壳内的空间不会被占用,有效地提升了电池的容量;通过将电极连接件4设置为限位板41和锥形的连接柱42组合结构,电极连接件4较大尺寸的第二端421能够对电极连接件4起到一定的限位作用,可以配合绝缘材料稳定地固定在安装孔31内,且当电池内部的压力过大时,由于安装孔31的孔壁垂直于盖板3的内侧面,因此内部较大气压还能推动此电极连接件4脱离盖板3,提升电子器件的使用安全性。
电子器件可以是可充电电池(例如:锂离子电池)、不可充电电池(如锂电池)或者电容器等。
在本实施例中,电子器件的电芯1具有正极耳12和负极耳13,其中,正极耳12与第二端421的端面焊接,负极耳13与底壳2的内侧壁或盖板3或底板21焊接。当然,正极耳12和负极耳13连接的位置还可以互换,即正极耳12与底壳2的内侧壁(底壳2的底板21的内侧壁或围壁22的内侧壁)或盖板3焊接,负极耳13与第二端421的端面焊接。
在本实施例中,限位板41的厚度小于外壳的厚度。此设计可以保证电子器件内部有压力时,限位板41优先发生变形以泄压。优选地,限位板41的厚度小于盖板3的厚度。
一实施例中,所述电极连接件4通过绝缘的密封圈5与所述盖板3连接。密封圈5连接电极连接件4可以降低电极连接件4的固定难度,保证密封效果和绝缘效果,密封圈5还能单独制作成型,降低制造成本,提升电子器件的整体制造和装配效率。
在本实施例中,所述密封圈5包括套设在所述连接柱42的外周的密封本体51,所述密封本体51的外侧壁抵紧所述安装孔31的孔壁,所述密封本体51靠近所述限位板41的一端朝向远离所述密封本体51中心的一侧延伸形成有第一密封部52,所述第一密封部52夹设于所述限位板41和所述盖板3之间。限位板41可以对电极连接件4的安装位置进行限定,整个电极连接件4因为需要将电芯1的电导出,因此是导电的,所以第一密封部52可以对限位板41和盖板3实现良好的电绝缘。
所述安装孔31的孔壁朝向所述底壳2的内部延伸形成有凸环32,所述密封本体51远离所述第一密封部52的一端朝向远离所述密封本体51中心的一侧延伸形成有第二密封部53,所述第二密封部53抵紧在所述凸环32的端面。通过设置凸环32,可以加长安装孔31与连接柱42配合的长度,同时也不会增加盖板3的壁厚,提升了密封的稳定性,降低了制造成本;通过设置第二密封部53,可以利用第二密封部53对密封圈5进行限位,进一步防止密封圈5脱离盖板3,同时也可以进一步防止电极连接件4随意脱离安装孔31。
在其他实施例中,不限于通过设置密封圈5安装电极连接件4,还可以直接将电极连接件4装配到盖板3的安装孔31内,然后通过填充密封胶的方式将电极连接件4绝缘连接在盖板3上。
一实施例中,所述盖板3包括板本体33,所述板本体33的外周朝向远离所述电芯1的一侧延伸有第一抵紧部34,所述第一抵紧部34抵紧于所述围壁22的内侧壁并与所述围壁22焊接。第一抵紧部34的设置可以增加盖板3与围壁22的焊接面积,提升密封效果,同时也不需要增加盖板3的厚度,降低制造成本。
在本实施例中,所述第一抵紧部34远离所述板本体33的一端朝向远离所述板本体33中心的一侧延伸有第二抵紧部35,所述第二抵紧部35与所述围壁22远离所述底板21的一端的端面抵紧。第二抵紧部35的设置可以对盖板3的安装位置进行限定,在盖板3插接于底壳2的围壁22内时,如果第二抵紧部35抵住围壁22的端面,说明盖板3安装到位可以进行焊接,有效地降低了盖板3的安装难度。
一实施例中,所述电芯1为卷绕式电芯1,所述卷绕式电芯1的中部贯穿设置有通孔11,所述安装孔31正对所述通孔11,所述连接柱42的所述第二端421位于所述通孔11内。通过将连接柱42的第二端421插入到卷绕式电芯1的通孔11内,可以使卷绕式电芯1的上端面尽量贴近于盖板3的内侧面,使得外壳内部空间利用率高,有效提升电子器件的容量。
在其他实施例中,电芯1不限于为卷绕式电芯1,还可以为叠片式电芯1。
所述底板21上对应所述通孔11开设有注液孔23,所述注液孔23通过封堵件6封堵。通过将注液孔23开设在底板21对应通孔11的位置,注液时可以利用通孔11容纳电解液,缩短注液时间,另外,通孔11还可以对封堵件6进行容纳,防止封堵件6占用其他位置的空间,合理利用通孔11的区域,提升了电子器件的内部空间利用率。
所述封堵件6包括封堵本体61,所述封堵本体61靠近所述底板21的一侧凸出设置有与所述注液孔23插接配合的凸部62,所述封堵本体61焊接于所述底板21远离所述围壁22的一侧面。此设计既能保证注液孔23的密封,又能将封堵件6稳定地固定于底板21上。
在本实施例中,所述封堵本体61上并位于所述封堵本体61与所述底板21叠合的区域至少设置两圈环绕所述注液孔23的焊缝,两圈所述焊缝沿所述注液孔23的径向方向间隔设置,至少一圈的所述焊缝为连续焊缝。连续焊接成型的焊缝即连续焊缝可以提升密封和固定效果。
优选地,所述封堵本体61上设置两圈所述焊缝,分别为外圈焊缝63和内圈焊缝64,所述内圈焊缝64沿所述注液孔23的中心环形间断焊接成型,所述外圈焊缝63沿所述注液孔23的中心环形连续焊接成型。通过将内圈焊缝64设置为间断的焊缝形式,使得封堵件6既可以作为封堵注液孔23的结构,又能作为防爆阀结构,提升电子器件的使用安全性。在电子器件实际使用过程中,电子器件盖板3所在的一侧也能实现防爆,底板21所在的一侧也能实现防爆,极大地提升了电子器件的安全性。另外,内圈焊缝64采用间断焊接,外圈焊缝63采用连续焊接,使得内圈焊缝64位置的强度低于外圈焊缝63,可以根据电子器件在不同压力下冲开不同位置的焊缝实现多级防爆,比如当压力为一级状态时,内圈焊缝64首先被冲开,封堵本体61与底板21之间部分分离,减缓电子器件内部的压力,当压力为二级状态时,外圈焊缝63被冲开,实现电子器件的全面泄压。
进一步地,所述封堵本体61远离所述凸部62的一侧面并对应所述凸部62的位置凹设有凹槽65,所述凹槽65延伸至所述凸部62内,所述凹槽65内开设有防爆刻痕66。
在本实施例中,封堵本体61上一体冲压形成此凸部62,在凸部62薄弱位置设置此防爆刻痕66,比如,凸部62的拐角位置等。
具体地,本发明实施例的电子器件的组装过程如下:
步骤S100、将盖板3、电极连接件4和密封圈5组装为一组件;
步骤S200、将卷绕式电芯1与组件组装为一体,即:将卷绕式电芯1的一极耳(正极耳12/负极耳13)与电极连接件4的连接柱42的第二端421的端面焊接;
步骤S300、将卷绕式电芯1的另一极耳(正极耳12/负极耳13)与盖板3焊接,将卷绕式电芯1和组件一起装配于底壳2内,同时将盖板3与底壳2的围壁22焊接;
或将另一极耳(正极耳12/负极耳13)翻折后贴附于卷绕式电芯1的外侧壁,后将卷绕式电芯1和组件一起装配于底壳2内,并将盖板3与底壳2的围壁22焊接,将负极耳13与底壳2的围壁22焊接;
当然,也可以将卷绕式电芯1的另一极耳与底壳2的底板21焊接,再将盖板3与底壳2的围壁22焊接;
步骤S400、由注液孔23注液,化成,然后通过封堵件6封堵注液孔23,最后将封堵件6焊接于底壳2的底板21上实现固定。
优选地,步骤S300中的一极耳(例如负极耳13)先通过转接件7与盖板3焊接,转接件7包括垂直连接的第一板71和第二板72,其中,第一板71的一侧面与卷绕式电芯1的外侧壁抵紧并与负极耳13焊接,另一侧面与底壳2的围壁22的内侧壁抵紧,第二板72与盖板3靠近卷绕式电芯1的一侧面焊接。通过设置转接件7,可以将负极耳13在装配至底壳2之前将负极耳13与盖板3连接固定,且在卷绕式电芯1装配于底壳2后,转接件7的第一板71结合底壳2的围壁22和卷绕式电芯1的外侧壁将负极耳13夹紧,防止负极耳13与第一板71焊接的位置被拉扯而松动。
于本文的描述中,需要理解的是,术语“上”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中,参考术语“一实施例”等的描述意指结合该实施例的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理,而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式,这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种电子器件,包括外壳和设置在所述外壳内的电芯,其特征在于,所述外壳包括底壳和盖板,所述底壳包括底板和围设在所述底板一侧的围壁,所述盖板焊接在所述围壁远离所述底板的一端,以将所述电芯密封于所述底壳内,所述盖板上开设安装孔,所述安装孔的孔壁垂直于所述盖板的内侧面,所述安装孔内绝缘连接有封堵所述安装孔的电极连接件,所述电极连接件包括限位板,所述限位板的一侧固定有锥形的连接柱,所述连接柱具有与所述限位板连接的第一端和与所述第一端相对的第二端,所述第一端的截面尺寸小于所述第二端的截面尺寸,所述限位板位于所述盖板的外侧面,所述连接柱与所述安装孔插接,所述电芯其中一极耳与所述底壳连接,另一极耳与所述连接柱连接。
2.根据权利要求1所述电子器件,其特征在于,所述限位板的厚度小于所述外壳的厚度。
3.根据权利要求1所述电子器件,其特征在于,所述电极连接件通过绝缘的密封圈与所述盖板连接,所述密封圈包括套设在所述连接柱的外周的密封本体,所述密封本体的外侧壁抵紧所述安装孔的孔壁,所述密封本体靠近所述限位板的一端朝向远离所述密封本体中心的一侧延伸形成有第一密封部,所述第一密封部夹设于所述限位板和所述盖板之间。
4.根据权利要求3所述电子器件,其特征在于,所述安装孔的孔壁朝向所述底壳的内部延伸形成有凸环,所述密封本体远离所述第一密封部的一端朝向远离所述密封本体中心的一侧延伸形成有第二密封部,所述第二密封部抵紧在所述凸环的端面。
5.根据权利要求1所述电子器件,其特征在于,所述电芯为卷绕式电芯,所述卷绕式电芯的中部贯穿设置有通孔,所述安装孔正对所述通孔,所述连接柱的所述第二端位于所述通孔内。
6.根据权利要求1所述电子器件,其特征在于,所述盖板包括板本体,所述板本体的外周朝向远离所述电芯的一侧延伸有第一抵紧部,所述第一抵紧部抵紧于所述围壁的内侧壁并与所述围壁焊接。
7.根据权利要求6所述电子器件,其特征在于,所述第一抵紧部远离所述板本体的一端朝向远离所述板本体中心的一侧延伸有第二抵紧部,所述第二抵紧部与所述围壁远离所述底板的一端的端面抵紧。
8.根据权利要求1至7任一项所述电子器件,其特征在于,所述电芯为卷绕式电芯,所述卷绕式电芯的中部贯穿设置有通孔,所述底板上对应所述通孔开设有注液孔,所述注液孔通过封堵件封堵。
9.根据权利要求8所述电子器件,其特征在于,所述封堵件包括封堵本体,所述封堵本体靠近所述底板的一侧凸出设置有与所述注液孔插接配合的凸部,所述封堵本体焊接于所述底板远离所述围壁的一侧面。
10.根据权利要求9所述电子器件,其特征在于,所述封堵本体上并位于所述封堵本体与所述底板叠合的区域至少设置两圈环绕所述注液孔的焊缝,两圈所述焊缝沿所述注液孔的径向方向间隔设置,至少一圈的所述焊缝为连续焊缝。
11.根据权利要求10所述电子器件,其特征在于,所述封堵本体上设置两圈所述焊缝,分别为外圈焊缝和内圈焊缝,所述内圈焊缝沿所述注液孔的中心环形间断焊接成型,所述外圈焊缝沿所述注液孔的中心环形连续焊接成型。
12.根据权利要求9所述电子器件,其特征在于,所述封堵本体远离所述凸部的一侧面并对应所述凸部的位置凹设有凹槽,所述凹槽延伸至所述凸部内,所述凹槽内开设有防爆刻痕。
13.一种电子器件的制作方法,其特征在于,用于制造如权利要求1至12任一项所述的电子器件,包括:
提供外壳、电芯、电极连接件和密封圈,将所述外壳的盖板、所述电极连接件和所述密封圈组装为一组件;
使所述电芯与所述组件组装,并将所述电芯的其中一极耳与所述电极连接件连接;
使所述电芯和所述组件装配于所述外壳的底壳内,并使所述电芯的另一极耳与所述底壳连接;
使所述盖板与所述底壳焊接。
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